用于实时口内遥测的迷你化口中 pH 传感系统
信号处理
2026-05-05 v1
摘要
牙髓疾病是全球最常见的慢性疾病之一，由细菌代谢可发酵碳水化合物产生的酸所致，影响所有年龄段人群。为了评估广泛消费的食品产品（如能量饮料）的牙髓病引起性和侵蚀性，需测量摄入期间的口内 pH 变化。该测量的金标准是迷你化硅锂钡玻璃膜电极。这些电极允许牙冠形成在其表面，从而实现对生物学相关环境中 pH 变化的现场监测。由于其高阻抗和对外部干扰的敏感性，这些电极目前只能使用大型模拟放大和记录单元进行测量，这严重限制了实验设计和参与者的舒适性，因为单个测量最多需要一个小时。本工作提出了首个面向实时口内 pH 监测的、基于电池供电、低功耗无线可穿戴 pH 遥测评估系统。该系统由迷你化 pH 遥测前端、佩戴颈部的蓝牙低能耗（BLE）节点以及用于数据获取、可视化和报告的软件工具组成。前端与定制牙冠集成，直接对 pH 信号进行数字化处理，以最小化噪声。数据通过 BLE 发送至主机计算机，并由支持校准、漂移补偿、区域标记和 PDF 报告生成的专用软件进行分析。该系统集成 8.6×3.3 mm、0.2 g 的 pH 前端和 37.6 g 的佩戴颈部的 BLE 节点，在测量期间耗 8.89 mW 功率，以 10 Hz 的速率向主机计算机传输数据。
引用
@article{arxiv.2605.01545,
title = {A Miniaturized In-Mouth pH Sensing System for Real-Time Intraoral Telemetry},
author = {Lukas Schulthess and Philipp Schilk and Julian Moosmann and Andrea Gubler and Christian Vogt and Florian J. Wegehaupt and Michele Magno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01545},
year = {2026}
}